Park, Byeong-Jun;Song, Ji-Yeon;Lee, Seong-Yeon;Yee, Ki-Ju
Current Optics and Photonics
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제6권4호
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pp.407-412
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2022
We report on a diode-laser-pumped mode-locked Yb:KGW laser system, which delivers ultrashort pulses down to 89 fs at a repetition rate of 63 MHz, with an average power of up to 5.6 W. A fiber-coupled diode laser at 981 nm, operated with a compact driver, is used to optically pump the gain crystal via an off-axis parabolic mirror. A semiconductor saturable-absorber mirror is used to initiate the pulsed operation. Laser characteristics such as the pulse duration, spectrum bandwidth, and output power are investigated by varying the intracavity dispersions via changing the number of bounces between negative-dispersive mirrors within the cavity. Short pulses with a duration of 89 fs, a center wavelength of 1,027 nm, and 3.6 W of output power are produced at a group-velocity dispersion (GVD) of -3,300 fs2. As the negative GVD increases, the pulse duration lengthens but the output power at the single-pulse condition can be enhanced, reaching 5.6 W at a GVD of -6,600 fs2. Because of pulse broadening at high negative GVDs, the highest peak intensity is achievable at a moderate GVD with our system.
광섬유의 그룹 속도 분산 (GVD; group velocity dispersion)과 비선형 효과의 상호 작용에 의해 왜곡되는 960 Gbps 신호의 보상을 위해 분산 제어 (DM; dispersion management) 기술이 적용된 광전송 링크의 유연한 구성에 필요한 중계 구간 (fiber span)을 구성하는 단일 모드 광섬유 (SMF; single mode fiber)의 길이와 중계 구간 당 잉여 분산 (RDPS; residual dispersion per span)을 랜덤하게 분포시키는 구조에서의 전체 잉여 분산 (NRD; net residual dispersion)의 최적치와 유효 입사 전력 범위를 도출하였다.
광섬유의 그룹 속도 분산 (GVD; group velocity dispersion)과 비선형 효과의 상호 작용에 의해 왜곡되는 960 Gbps 신호의 보상을 위해 분산 제어 (DM; dispersion management) 기술이 적용된 광전송 링크의 유연한 구성에 필요한 중계 구간 (fiber span)을 구성하는 단일 모드 광섬유 (SMF; single mode fiber)의 길이와 중계 구간 당 잉여 분산 (RDPS; residual dispersion per span)을 인위적으로 분포시킨 구조에서의 전체 잉여 분산 (NRD; net residual dispersion)의 최적치와 최상의 시스템 성능을 얻을 수 있는 분포 패턴을 도출하였다.
그룹 속도 분산과 비선형 효과의 상호 작용에 의해 왜곡되는 WDM 신호의 보상을 위해 전체 전송로 중간에 광 위상 공액기 (optical phase conjugator)가 적용되고 중계 구간의 단일 모드 광섬유(SMF; single mode fiber) 길이와 RDPS(residual dispersion per span) 분포가 일정한 광전송 링크에서 전체 중계 구간 수에 따른 시스템 성능을 비교 분석하였다.
In this work, we report detailed numerical analysis of the near-elliptic core index-guiding triangular-lattice and square-lattice photonic crystal fiber (PCFs); where we numerically characterize the birefringence, single mode, cut-off behavior and group velocity dispersion and effective area properties. By varying geometry and examining the modal field profile we find that for the same relative values of $d/{\Lambda}$, triangular-lattice PCFs show higher birefringence whereas the square-lattice PCFs show a wider range of single-mode operation. Square-lattice PCF was found to be endlessly single-mode for higher air-filling fraction ($d/{\Lambda}$). Dispersion comparison between the two structures reveal that we need smaller lengths of triangular-lattice PCF for dispersion compensation whereas PCFs with square-lattice with nearer relative dispersion slope (RDS) can better compensate the broadband dispersion. Square-lattice PCFs show zero dispersion wavelength (ZDW) red-shifted, making it preferable for mid-IR supercontinuum generation (SCG) with highly non-linear chalcogenide material. Square-lattice PCFs show higher dispersion slope that leads to compression of the broadband, thus accumulating more power in the pulse. On the other hand, triangular-lattice PCF with flat dispersion profile can generate broader SCG. Square-lattice PCF with low Group Velocity Dispersion (GVD) at the anomalous dispersion corresponds to higher dispersion length ($L_D$) and higher degree of solitonic interaction. The effective area of square-lattice PCF is always greater than its triangular-lattice counterpart making it better suited for high power applications. We have also performed a comparison of the dispersion properties of between the symmetric-core and asymmetric-core triangular-lattice PCF. While we need smaller length of symmetric-core PCF for dispersion compensation, broadband dispersion compensation can be performed with asymmetric-core PCF. Mid-Infrared (IR) SCG can be better performed with asymmetric core PCF with compressed and high power pulse, while wider range of SCG can be performed with symmetric core PCF. Thus, this study will be extremely useful for designing/realizing fiber towards a custom application around these characteristics.
그룹 속도 분산과 비선형 효과의 상호 작용에 의해 왜곡되는 WDM 신호의 보상을 위해 전체 전송로 중간에 광 위상 공액기 (optical phase conjugator)가 적용되고 중계 구간의 단일 모드 광섬유(SMF; single mode fiber) 길이와 RDPS(residual dispersion per span)를 인위적으로 분포하는 $80km{\times}50spans$의 광전송 링크의 최적 분포 패턴을 도출하였다.
그룹 속도 분산 (GVD; group velocity dispersion)과 비선형 효과의 상호 작용에 의해 왜곡되는 파장 분할 다중 (WDM; wavelength division multiplexing) 신호를 보상하기 위해 광 위상 공액기 (OPC; optical phase conjugator)와 분사 제어 (DM; dispersion management)가 적용된 광전송 링크에서의 전체 잉여 분산 (NRD; net residual dispersion)의 최적치와 유효 입사 전력 범위를 도출하였다. 실제 광전송 시스템의 융통적 설계를 위해 한 쪽 반 전송 구획에서의 단일 모드 광섬유 (SMF; single mode fiber) 중계 구간(span) 당 잉여 분산 (RDPS; residual dispersion per span)이 랜덤하게 분포하는 광전송 링크를 고려하였다. precompensation으로 전체 분산을 조절하는 링크의 최적 NRD는 10 ps/nm이고 이 경우 유효 입사 전력 범위는 -8~1 dBm인 것을 확인하였다. 또한 postcompensation으로 전체 분산을 조절하는 링크의 최적 NRD는 -10 ps/nm이고, 유효 입사 전력 범위는 -7.5~1 dBm인 것을 확인하였다.
분산 제어 (DM; dispersion management)은 파장 분할 다중 (WDM; wavelength division multiplexed) 채널의 고품질 전송을 위해 광섬유의 그룹 속도 분산 (GVD; group velocity dispersion)과 비선형 효과의 상호 작용에 의해 왜곡되는 신호의 보상할 수 있는 대표적 기술이다. DM이 적용된 광전송 링크의 유연한 구성에 필요한 중계 구간 (fiber span)을 구성하는 단일 모드 광섬유 (SMF; single mode fiber)의 길이와 중계 구간 당 잉여 분산 (RDPS; residual dispersion per span)을 랜덤하게 분포시키는 구조와 인위적으로 분포시키는 구조에서의 최적 전체 잉여 분산 (NRD; net residual dispersion)의 최적치와 유효 입사 전력 범위를 도출하였다. 고려한 SMF의 길이와 RDPS 분포 패턴 모두 precompensation으로 NRD를 조절하는 경우에서는 +10 ps/nm, postcompensation으로 NRD를 조절하는 경우에서는 -10 ps/nm이 최적 NRD라는 것을 알 수 있었다. 그리고 NRD가 상기 값으로 설정된 경우 중계 구간이 증가할수록 SMF 길이를 감소시키고, RDPS를 증가시키는 인위적인 분포의 전송 링크에서의 시스템 성능이 가장 양호하여 균일한 분포의 링크에 비해 유효 입사 전력 범위가 2 dB 정도 신장되는 것을 확인하였다.
We propose the cascade FBG(Fiber Bragg Grating)s to compensate the dispersion, discuss the dispersion characteristics of such cascaded FBGs, compare with the single FBG dispersion compensator. For these, we theoretically consider the sencond- and third-order group-velocity dispersion(GVD) in the single fiber grating using plane wave solution and the coupled mode equation. We also theoretically find the group-velocity dispersion in the cascaded fiber gratings from the results in the single fiber grating and present the optimum disign data of the cascaded FBGs dispersion compensator in the N-channel WDM system through the numerical simulation.
그룹 속도 분산과 비선형 효과의 상호 작용에 의해 왜곡되는 WDM 신호의 보상을 위한 분산 제어에 광 위상 공액기 (OPC; optical phase conjugator)가 적용된 링크에서 OPC가 전체 전송 링크의 중간 (midway)가 아닌 다양한 곳에 위치하는 경우 각각의 최대 중계 수를 도출해보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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